阪奇艾思大厦：钢结构体系与实例

1.建筑概况

（1）日本大阪市于1994年建成的奇艾思大厦（キ-ェンス新大阪ヒル）是一幢办公大楼，地下1层，地上22层，高101m。建筑主体采用正方形平面，边长为25.6m，整个楼面全部用作办公区；电梯间、服务室等公用面积布置在楼面之外。大厦总建筑面积为2.2×10⁴m²。

（2）建筑场地周围有着美好的景观，为了实现建筑设计要求的各层楼面的办公空间，室内无柱，且设置宽阔的无柱、无框的转角窗；大厦主体结构采用由钢管混凝土格构柱与双钢梁组成的框架体系。四根格构柱分别布置在大厦楼面四个边的中点，四根框架双梁顺楼面的45°方向布置，兼作楼盖大梁，另沿楼面对角线各布置一根楼盖钢梁。大厦的典型层结构平面和结构剖面见图4-26。

图4-26 大阪奇艾思大厦的格构柱斜向框架体系

a）典型层结构平面 b）结构剖面

2.结构体系

（1）为实现各楼层的视野宽阔的无柱转角窗，曾试作过多种框架方案的比较，其探索过程见图4-27，最终采用了45°斜放框架方案。框架柱布置在楼面之外，既方便了楼面的使用，又使框架的全宽增大到25m，几乎等于楼面的全宽，提高了结构的稳定性。

（2）连接框架格构柱的双钢梁的跨度为16m，截面高度为800mm。沿楼面对角线方向布置的、搁置于框架梁上的楼盖钢梁，向楼面4个转角悬挑出约7m，以支承楼面角部的荷载，对角式钢梁的截面高度为800mm。楼板采用跨度为8m的装配整体式双向板。

图4-27 奇艾思大厦斜向框架的演变过程(www.xing528.com)

3.构件和节点

（1）框架格构柱的单肢柱，采用φ660mm×32mm～φ914mm×50mm焊接圆钢管、内灌C40级混凝土所形成的钢管混凝土柱，钢管外包以混凝土充当防火层，同时也增加截面刚度。大厦底段的钢管采用60kg级高强、高性能钢板卷制焊接而成，大厦上段的钢管则采用50kg级钢（SM490A钢）制作。

（2）单肢钢管混凝土柱的梁-柱节点采用环板式节点，即在工字形钢梁上、下翼缘的对应位置，在钢管中各加焊一个锻造成型的增强环形板（图4-28）。单肢柱之所以采用圆钢管而未采用方钢管，是因为圆钢管便于由机器人操作进行自动焊接。

图4-28 单肢钢管柱的梁-柱节点

（3）框架格构柱由4根单肢钢管混凝土柱组成，在与各层楼盖钢梁连接处，格构柱短边的每两根单肢柱及其连梁，再外包以钢筋混凝土，以增强格构柱的整体刚度。框架的格构柱与双钢梁的连接节点见图4-29。

（4）向钢管内灌筑混凝土，本工程是采用导管浇筑法，分节进行灌注，每三层楼高的钢管为一节，其高度约为12m。

图4-29 框架的格构柱与双钢梁的连接